2024年7月23日星期二
第二章 微电网的基本结构及在大电网中的作用
§2-1 微电网的基本组成
§2-2 微型电源控制器
§2-3 电能管理系统
§2-4 微电网的保护
§2-5 微电网在大电网中的作用
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§2-1 微电网的基本组成
微电网为负荷和微型电源的集合，并作为一个单一的系统同时提供电能和热能。
大多数微型电源必须基于电力电子接口技术，从而提供所需的灵活性，保证其控制运行能够作为单一的集成系统。
微电网结构中应考虑的关键问题：
每个微型电源可实现即插即用，并满足本地用户的需要，包括本地可靠性和安全的需要。
微型电源的接口、控制和保护技术等；
微电网的电压控制、潮流控制、孤岛运行时的负荷分配、保护、稳定性以及总体的运行等方面的问题；
微电网与大电网的并列操作以及能否平滑地进入孤岛运行或离开孤岛运行状态。
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§2-1 微电网的基本组成
微电网基本结构：
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§2-1 微电网的基本组成
针对于微电网特定的结构形式，微电网应该具有下述三个功能：
微型电源控制器：微型电源装配的功率和电压控制器可以提供对系统扰动和负荷变化等的快速响应；
电能管理系统：通过为每个微型电源控制器设置功率和电压实现运行控制，该功能的时间响应为分钟数量级；
保护：微电网中具有电力电子接口的电源的保护需要采用专门的保护装置。
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§2-2 微型电源控制器
微电网的基本运行取决于微型电源控制器的如下功能
当馈线上负荷的工作点变化时调节馈线的潮流；
当系统中的负荷变化时调节每个微型电源接口处的电压以及当系统处于孤岛运行状态时，确保每个微型电源迅速承担其所分配的负荷。
系统能够平滑地转换到孤岛运行状态和自动地重新并入大电网。
微型电源控制器的特点 ：
在整个系统或电网出现扰动时，其响应时间为毫秒级的，并采用本地测量的电压和电流信号来控制微型电源。
为实现即插即用的功能，微电网运行时，微型电源之间最好不采用快速通信技术，每个逆变器能够按照预先设定的工作方式响应负荷的变化，不需要来自其它地方或电源的数据。即微型电源可随时投入到微电网中，而不需要改变系统中的已经存在的控制和保护装置。
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§2-3 电能管理系统
电能管理系统通过为每个微型电源控制设置功率和电压的参考值来调节微电网的运行状态。
确保微型电源为负荷提供所需的热能和电能；
保证微电网满足大电网的运行规约；
微型电源的排放和系统的损耗达到最小；
参考值的设定准则：
使微型电源的运行效率达到最大等。
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§2-4 微电网的保护
微电网中的继电保护必须同时能够响应大电网和微电网的故障。
对于大电网的故障，所需响应可能是为了保护微电网中非常重要的负荷，应该迅速地将这些负荷与大电网隔离开来。
微电网与大电网解列的速度取决于微电网中特定的负荷。
在某些情况下，悬垂补偿可用来保护关键的负荷而不需要将微电网与配电系统解列开来。
如果故障发生在可运行于孤岛状态的微电网内部，则所需的保护是将馈线中最少可能的线路断开，从而消除故障影响。
在微电网基本结构图中，区域4的故障可在最近的功率/电压控制装置中通过差动电流测量法检测出来，使得邻近的断路器将故障隔离开，从而使得微电网中其它部分受到的干扰达到最小。